Нефть является опасным химическим загрязнителем почвы. В результате нефтеразливов происходит угнетение роста и развития растений, микроорганизмов и почвенных животных. В настоящее время широко применяют биологический метод, основанный на использовании эффективных микроорганизмов, в частности выделенных из ризосферы растений, для восстановления загрязнённых территорий. В статье представлены результаты модельных экспериментов по влиянию ризосферных микроорганизмов-нефтедеструкторов на биологические свойства нефтезагрязнённой почвы и их использования для целей биоремедиации. Показано, что в присутствии штаммов, относящихся к р. Rhodococcus, Acinetobacter и их консорциума, происходило повышение эффективности разложения углеводородов нефти в загрязнённой почве. Убыль нефти в загрязненной почве за 60 суток эксперимента при внесении исследованных штаммов увеличивалась на 19–24% относительно контроля и составила 62–68% от исходного ее содержания. Наблюдалось увеличение активности каталазы, пероксидазы, и полифенолоксидазы, происходило повышение эмиссии углекислого газа. Штаммы микроорганизмов в основном способствовали снижению фитотоксичности почвы. На протяжении всего эксперимента наименьшей фитотоксичностью обладала почва, инокулированная Rhodococcus erythropolis штамм 108. Выделенные ризосферные штаммы депонированы во Всероссийской коллекции микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, ФГБУН «ФИЦ «Пущинский научный центр биологических исследований РАН» и являются перспективными для использования в качестве биоремедиантов нефтезагрязнённых территорий Сибирского региона.
Статья опубликована в № 2 за 2021 год DOI: 10.25750/1995-4301-2021-2-156-162
Просмотров: 18
Особенности трансформации старого нефтяного загрязнения в почвах Арктической зоны Якутии
Ю.С. Глязнецова
Раздел: Химия природных сред и объектов
Проведены эколого-аналитические исследования по изучению особенностей химического состава нефтезагрязнённых почв нефтебазы, расположенной в арктической зоне Якутии. Для характеристики состава нефтяного загрязнения и оценки особенностей процессов его биодеградации в мерзлотных почвах использован ряд информативных показателей на основе применения комплекса аналитических методов. Выявлены особенности химического состава нефтезагрязнения в почвенных пробах с давним сроком загрязнения, которые учитывались при разработке способов очистки почв от старых нефтезагрязнений. Проведен эксперимент по биологической очистке почв с применением биопрепарата на основе аборигенных углеводородокисляющих микроорганизмов, выделенных из мерзлотных почв. Исходное содержание нефти в почве составило 34594 мг/кг. Установлено, что за 3 месяца инкубации биопрепарата наряду с уменьшением остаточного содержания нефти изменился и состав загрязнения в сторону увеличения содержания смолисто-асфальтеновых компонентов и уменьшения углеводородов. В химической структуре спирто-бензольных смол значительно возросла доля кислородсодержащих групп и связей. В составе алкановых углеводородов установлено перераспределение как внутри гомологических рядов, так и между различными рядами гомологов. Степень деструкции нефтезагрязнения составила 56,6%.
Ключевые слова: трансформация, старое нефтезагрязнение, биодеградация, мерзлотные почвы, асфальтово-смолистые компоненты
Статья опубликована в № 2 за 2021 год DOI: 10.25750/1995-4301-2021-2-089-094
Просмотров: 16
Особенности выделения высоких природоохранных ценностей типа «Редкие экосистемы и местообитания» для сертификации лесов Кировской области
Н.П. Савиных, С.В. Шабалкина, О.Н. Пересторонина
Раздел: Социальная экология
Одним из современных требований лесопользования является сохранение биоразнообразия путём выделения высоких природоохранных ценностей (ВПЦ), особенно редких экосистем и местообитаний (тип ВПЦ 3). На основании системного и регионального подходов усовершенствована методология определения подтипов ВПЦ 3 и создана система их в Кировской области с распределением на классы и уровни. Класс Пихтово-еловые леса включает два уровня, Сосновые леса и Леса с участием широколиственных пород – по три. Классы Лиственничные и Черноольховые леса, Старовозрастные осинники на уровни не подразделены. У каждого ВПЦ 3 описаны состав древостоя, возраст преобладающей породы, особенности видового состава травяно-кустарничкового яруса, природоохранная ценность и рекомендуемые режимы охраны и лесопользования; определены необходимые критерии для оценки лесоуправления, мониторинга и соответствия лесохозяйственной деятельности международным стандартам. Использование предлагаемых материалов обеспечит сохранение биоразнообразия эксплуатационных лесов, соблюдение требований Национального стандарта FSC для Российской Федерации при лесопользовании, позиционирование Кировской области как поставщика качественной древесины.
Ключевые слова: высокие природоохранные ценности, биоразнообразие, редкий вид, редкое сообщество, экосистема, режим лесопользования
Статья опубликована в № 2 за 2021 год DOI: 10.25750/1995-4301-2021-2-229-234
Просмотров: 13
Многощетинковые черви (Polychaeta) Печорского моря: биоразнообразие и распределение
Исследованы современный таксономический, биогеографический и трофический состав многощетинковых червей, одного из наиболее значимых компонентов донных экосистем Печорского моря и особенности их качественного и количественного распределения. Этот район Баренцева моря отличается своеобразием абиотических условий, высоким уровнем биологиче-ской продуктивности, разнообразием биотопов и многочисленными популяциями редких и охраняемых видов.
По материалам прошлых и новейших экспедиций в Печорском море выявлено 198 так-сонов многощетинковых червей, из которых 165 определены до уровня видов, относящихся к 113 родам, 34 семействам и 14 отрядам.
Повсеместно видовое разнообразие полихет и устойчивость их популяций к стрессу вы-сокое, за исключением небольших районов у выходов из Печорской и Хайбудырской губ с обильным речным стоком. Плотность поселений менялась в широких пределах: от 26 до 7144 инд./м2. Изменения численности наиболее сильны в юго-восточной мелководной части Печорского моря и слабее - в северо-западном районе. Пространственное распределение биомассы полихет также неоднородно, но в абсолютных величинах варьирует гораздо меньше: от 0,7 до 387 г/м2.
Трофическая структура полихет представлена четырьмя основными группами; более половины суммарной биомассы создают собиратели, несколько менее трети - грунтоеды, фильтраторы - 2%, а хищники - "классические" 10%. Собирающие детритофаги и грунтоеды сосредоточены, в основном, в районах с глубинами более 25 м, на заиленных грунтах в цен-тральной и северо-западной части моря. Наибольшую долю биоресурсов полихет (80%) со-ставляют 6 видов, из которых наиболее значимы - Spiochaetopterus typicus и Maldane sarsi.
Соотношение объёмов основных биогеографических групп (на основе имеющихся ко-личественных данных с середины ХХ века) остаётся стабильным, хотя таксономический спи-сок постоянно увеличивается. Благополучное состояние таксоцена многощетинковых червей, с учётом их заметной роли в сообществах, предполагает благополучное состояние донных био-ценозов Печорского моря.
Ключевые слова: многощетинковые черви, Печорское море, биоразнообразие, распределение, биогеография, трофика
Статья опубликована в № 2 за 2021 год DOI: 10.25750/1995-4301-2021-2-208-214
Просмотров: 16
Изменение ростовых процессов европейского хариуса тиманского водотока в условиях неконтролируемой эксплуатации
Э.И. Бознак, А.Б. Захаров
Раздел: Популяционная экология
В работе проведен ретроспективный анализ динамики линейного роста европейского хариуса одного из водотоков Среднего Тимана (р. Вымь, бассейн р. С. Двина), обитающего в условиях длительной иррациональной эксплуатации. У рыб из генераций, сформировавшихся в условиях интенсивного неконтролируемого рыболовства (2003-2012 гг. рождения), на втором-четвертом году жизни происходит увеличение расчисленных длин тела, абсолютных приростов и удельной скорости роста. Последующее замедление роста может быть связано с селективным изъятием из популяции быстрорастущих рыб. Изменение ростовых процессов сопровождается ускорением полового созревания. Значимой корреляции между среднегодовыми температурами и длиной тела рыб не обнаружено, стабильной остается и кормовая база хариуса. Таким образом, основной причиной ускорения роста и полового созревания хариуса верхнего течения р. Вымь является длительная переэксплуатация рыбного населения, не связанная с загрязнением природной среды.
Анализировали численность психрофильных и мезофильных аэробных микроорганизмов в грунтах зоны аэрации и грунтовых водах, загрязнённых нефтепродуктами, при внесении минеральных удобрений. В грунтах зоны аэрации численность микроорганизмов увеличивалась на 1-2 порядка, аммонифицирующих – до 107 КОЕ/г, углеводородокисляющих – до 106 КОЕ/г; при этом возрастала доля психрофильных на 13%. В грунтовых водах численность психрофильных углеводородокисляющих микроорганизмов увеличивалась с 104 до 107 КОЕ/г, мезофильных – с 105 до 107 КОЕ/г; аммонифицирующих – с 104 до 108 КОЕ/г и 105 до 107 КОЕ/г, соответственно. Также при обработке увеличивались численность и разнообразие простейших. В грунтах зоны аэрации обнаруживались только жгутиконосцы р. Bodo, численность которых изменялась с 10–100 особей/г до 1000 особей/г; в грунтовых водах с 102–103 особей/мл до 104 особей/мл. В грунтовых водах в отдельных пробах встречались ресничные (Ciliata, р. Uronema), численность которых была порядка 10 особей/мл. После обработки ресничные обнаруживались во всех образцах воды, численность возросла до 102–103 особей/мл, наряду с р. Uronema обнаруживались р. Colpoda. При биоремедиации изменялся химический состав грунтовых вод (содержание аммония, перманганатная окисляемость воды), что свидетельствовало о распаде нефтепродуктов. Их концентрация в грунтовых водах снизилась с 500–120 мг/дм3 до 10–1,5 мг/дм3.
Ключевые слова: биоремедиация, психрофильные микроорганизмы, зона аэрации, грунтовые воды, нефтепродукты, простейшие
Статья опубликована в № 2 за 2021 год DOI: 10.25750/1995-4301-2021-2-149-155
Просмотров: 9
Элиминация фекальных индикаторных бактерий в почвах при многократном поливе животноводческими стоками
О.Е. Чезлова, А.А. Волчек
Раздел: Социальная экология
При утилизации сточных вод (СВ) животноводческих комплексов путём полива земледельческих полей орошения (ЗПО) почвы могут загрязняться патогенной и условно-патогенной микрофлорой. Для нормирования антропогенной нагрузки проведен мелкоделяночный полевой эксперимент на дерново-подзолистой глееватой на связном песке почве. Используемые поливные нормы СВ – 90, 180 и 270 м3/га – вносились трижды в течение полевого сезона. Произведена оценка динамики численности санитарно-показательных бактерий (бактерий группы кишечной палочки (БГКП), E.coli и энтерококков) в почвах сельхозугодий. По показателям БГКП и энтерококков к концу вегетационного периода в почвах ЗПО при нормах 180 и 270 м3/га гигиеническая норма превышена на 2 порядка. Для описания динамики численности микроорганизмов использована аппроксимация первого порядка. Определены константы скорости отмирания и время 10-кратного сокращения численности микроорганизмов. Для первого полива СВ регрессионные зависимости имели преимущественно высокий коэффициент детерминации от 0,7 до 0,9. Наибольшая скорость отмирания отмечалась у E.coli: константа отмирания k находилась в диапазоне от 0,129 до 0,253 день-1, а время 10-кратного сокращения численности от 17,9 до 10,4 дней при нормах полива СВ 90 и 180 м3/га, соответственно. Для энтерококков параметр k варьировал от 0,092 до 0,149 день-1, а время 90%-ной элиминации от 25,1до 15,4 дней при нормах полива СВ 90 и 270 м3/га, соответственно. Для БГКП при норме полива СВ 90 м3/га k =0,131 день-1, а время 90%-ной элиминации 17,6 дня. К третьему поливу СВ скорость элиминации E.coli, энтерококков и БГКП снижалась – константа k уменьшалась в среднем в 4,45, 3,79 и 2,12 раз, соответственно. Для адекватного описания динамики санитарно-показательных бактерий в почвах земледельческих полей орошения необходимо учитывать климатические, почвенные факторы, объём внесения стоков и др.
Ключевые слова: санитарно-показательные бактерии, полив сточными водами, качество почвы, модели
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
Зимой-весной, летом и осенью 2016-2018 гг. проведены комплексные ландшафтно-географические исследования на побережье Малого Моря (пролив между островом Ольхон и западным берегом Байкала) с отбором проб снега, почв и поверхностных вод. Выявлено локальное загрязнение снега около населенных пунктов и турбаз побережья оз. Байкал. Содержания аммония, фосфатов и нефтепродуктов в снеге побережья озера превышают ПДК. Загрязнение снега тяжелыми металлами имеет локальное распространение в прибрежной зоне Приольхонья, что связано не только с антропогенной нагрузкой вблизи населенных пунктов и турбаз, а также с терригенной пылью пород и почв. Санитарно-гигиеническое состояние воды оз. Байкал удовлетворительное вследствие аккумуляции загрязняющих веществ в почвах побережья, а также разбавления огромным количеством воды озера. Однако, установлено загрязнение прибрежных вод Малого Моря и р. Сарма и Анга в рекреационной зоне. Изучены некоторые экологические и физико-химические свойства почв восточного Приольхонья на территории самого посещаемого туристами западного побережья оз. Байкал. Исследуемые почвы имеют преимущественно маломощный сильно- и среднекаменистый профиль, легкий гранулометрический состав, высокое содержание гумуса, преимущественно нейтральную и слабощелочную реакцию. Результаты проведенных исследований показали, что почвы рекреационной зоны имеют повышенные содержания тяжелых металлов. Также имеется природный источник загрязнения почв ТМ – породы. В регионе зафиксированы месторождения железа и меди. Экологическое состояние почв на побережье оз. Байкал на современном этапе можно характеризовать средней степенью загрязнения. Геохимическими барьерами являются - органогенный и щелочной. Однако вследствие легкого гранулометрического состава почв может происходить загрязнение вод береговой зоны озера.
Ключевые слова: почвы, снег, вода, загрязнение, рекреация, Малое Море, озеро Байкал
Статья опубликована в № 2 за 2021 год DOI: 10.25750/1995-4301-2021-2-066-074
Просмотров: 10
Влияние микробиологических препаратов на урожайность яровой мягкой пшеницы
И.Ю. Иванова, Д.А. Дементьев
Раздел: Агроэкология
Ежегодное использование огромного количества различных пестицидов для защиты растений от болезней, вредителей и сорняков, а также использование химических солей минеральных удобрений с целью получения большего количества урожая лучшего качества является одним из элементов вырождения и массовой гибели макро-, мезо- и микрофлоры и фауны почвы. Нарушается баланс в процессе минерализации и гумификации органических остатков. Это приводит к деградации плодородного слоя почвы, потере активного гумуса, сокращению мощности гумусового слоя. Как один из вариантов сокращения использования протравителей, фунгицидов и удобрений, предлагается использование микробиологических удобрений на основе штаммов живых микроорганизмов и их спор.
На экспериментальной базе Чувашского НИИСХ исследовалось влияние микробиологических препаратов на биометрические показатели, урожайность и экономическую эффективность возделывания яровой мягкой пшеницы сорта Московская 35. Наибольшую прибавку урожая в среднем за 2 года дало совместное использование препаратов на основе азотофиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов – до 1,5 т/га. При этом, затраты на биоудобрения составили 1,9-5,4% от общей структуры затрат. Рентабельность возделывания возросла от 14,4% при использовании только одного штамма микроорганизмов, до 43,5% при использовании 2-х видов микробиологических удобрений, в сравнении с контролем.
Работа посвящена расчёту максимальной наблюдаемой скорости роста зелёной галофильной микроводоросли Dunaliella salina в условиях естественного освещения южных регионов России (на примере г. Севастополь). Наблюдаемая скорость роста D. salina определялась как разность между валовой продуктивностью и скоростью эндогенного расхода биомассы. Валовая продуктивность определяется притоком энергии фотосинтетически активной радиации (ФАР), коэффициентом поглощения, а также эффективностью (КПД) её утилизации. При расчёте валовой продуктивности предполагалось, что вся падающая на поверхность бассейна световая энергия поглощается культурой микроводорослей. Средняя величина за световой день КПД за световой день составила 5,58 %. Скорость эндогенного расхода биомассы определяли исходя из величины ночных потерь, которые для D. salina составили около 5 %. Показано, что максимальная наблюдаемая продуктивность культуры D. salina в условиях естественного освещения южных регионов России не может превышать 26 г СВ/(м2•сут).